Yangın Alarmı Projesi: Alev ve MQ-2 Duman Sensörüyle

Yangın alarmı, sensörlerin gerçek hayatta nasıl hayat kurtardığını gösteren güzel bir okul projesidir. Bu yazıda Arduino Uno ile hem alevi hem dumanı algılayan bir alarm kuruyoruz. Sensörlerin nasıl çalıştığını, bağlantıyı, kodu, ısınma süresini ve eşik ayarını anlatıyoruz. Testi güvenli yapma kurallarına özellikle dikkat edin.

Yangın alarmı nasıl çalışır?

Yangın alarmı, yangının işaretlerini sensörlerle algılayıp sesli ve ışıklı uyarı veren bir güvenlik devresidir. Yangının iki erken işareti vardır: alevin yaydığı ışık ve yanmanın oluşturduğu duman. Bizim alarmımız ikisini ayrı sensörlerle izler. Herhangi biri tehlike görürse buzzer öter ve kırmızı LED yanar.

Evlerdeki duman dedektörleri farklı bir yöntemle, genellikle duman parçacıklarının ışığı saçmasını ölçerek çalışır. Bu proje bir eğitim modelidir; gerçek bir duman dedektörünün yerini tutmaz.

Alev sensörü ve MQ-2 neyi algılar?

Alev sensörü alevin yaydığı kızılötesi ışığı, MQ-2 ise havadaki duman ve yanıcı gazları algılar. İkisi farklı şeyleri gördüğü için birlikte kullanılınca alarm daha güvenilir olur.

Alev sensörünün içinde kızılötesi ışığa duyarlı bir fotodiyot vardır. MQ-2'nin içinde ise ısıtılan bir kalay dioksit katman bulunur; temiz havada direnci yüksektir, duman ya da gaz gelince direnci düşer. MQ serisinin ayrıntıları MQ gaz sensörü bağlantısı yazısında.

Hangi malzemeler gerekir?

Yangın alarmı için bir Arduino Uno, 4 pinli alev sensörü, MQ-2 sensör kartı, aktif buzzer, kırmızı LED ve 220 Ω direnç yeterlidir. Devre bilgisayarın USB çıkışından beslenir.

Malzeme listesi

Aktif buzzer, gerilim verildiğinde kendi sesini üreten buzzerdır; ayrıca ton kodu gerekmez. Farkı aktif ve pasif buzzer yazısında anlattık.

Yangın alarmı adım adım nasıl yapılır?

Yangın alarmı, sensörler ve uyarı elemanları Arduino'ya bağlanıp kod yüklenerek yapılır. Bağlantı yaparken USB kablosu takılı olmasın.

1. Alev sensörünün VCC ucunu 5V'a, GND ucunu GND'ye, DO ucunu D2'ye bağlayın.
2. MQ-2 kartının VCC ucunu 5V'a, GND ucunu GND'ye, AO ucunu A0'a bağlayın.
3. Buzzerın uzun (+) bacağını D8'e, kısa bacağını GND'ye bağlayın.
4. LED'in uzun bacağını 220 Ω direnç üzerinden D7'ye, kısa bacağını GND'ye bağlayın.
5. Arduino'yu USB ile bağlayın ve aşağıdaki kodu yükleyin.
6. Seri Monitör'ü 9600 baud ile açın. İlk 60 saniye LED yanıp söner; sensör ısınmaktadır.

const int ALEV = 2, LED = 7, BUZZER = 8;
const int GAZ = A0;
int esik = 400;   // temiz havadaki değerinize göre ayarlayın

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(ALEV, INPUT);
  pinMode(LED, OUTPUT);
  pinMode(BUZZER, OUTPUT);
  Serial.println("MQ-2 isiniyor...");
  for (int i = 0; i < 60; i++) {   // 60 saniye ısınma
    digitalWrite(LED, i % 2);
    delay(1000);
  }
  digitalWrite(LED, LOW);
}

void loop() {
  int gaz = analogRead(GAZ);
  bool alev = digitalRead(ALEV) == LOW;  // çoğu modül alevde LOW verir
  bool alarm = alev || gaz > esik;
  digitalWrite(BUZZER, alarm);
  digitalWrite(LED, alarm);
  Serial.print("Gaz: ");
  Serial.print(gaz);
  Serial.print("  Alev: ");
  Serial.println(alev ? "VAR" : "yok");
  delay(200);
}

Kod, gaz değeri eşiği aştığında ya da alev sensörü sinyal verdiğinde alarmı açar. Sizin modülünüz alevde HIGH veriyorsa koddaki LOW kelimesini HIGH yapın.

Isınma süresi ve eşik nasıl ayarlanır?

MQ-2 her açılışta en az 1-2 dakika ısınmalı, eşik değeri de temiz havadaki okumanızın biraz üstüne ayarlanmalıdır. Sensörün ısıtıcısı 5 V ile yaklaşık 150 mA çeker ve katmanı kararlı hale getirir. Üretici, sensör ilk kez kullanılırken 24 saat çalıştırılmasını önerir; ödev için birkaç saat de değerleri belirgin biçimde oturtur.

1. Devreyi temiz havada çalıştırın ve Seri Monitör'deki gaz değerinin sabitlenmesini bekleyin.
2. Değeri not edin. Örneğin 150 civarında dolaşıyorsa eşiği 250-300 arasına koyun.
3. Koddaki esik değerini değiştirip kodu yeniden yükleyin.
4. Alev sensörünün üzerindeki mavi potansiyometreyi küçük tornavidayla çevirin. Odada alev yokken modülün LED'i sönük kalmalıdır.

Eşik çok düşükse alarm sürekli öter. Eşik çok yüksekse duman algılanmaz. Doğru değeri bulmak için birkaç deneme yapmak normaldir.

Hangi güvenlik kurallarına dikkat edilmeli?

Bu projede ateşle test yapılacağı için güvenlik kuralları özellikle önemlidir:

• Kapalı bir odada, bir yetişkin yanınızda olmadan asla açık alevle test yapmayın.
• Alev sensörünü yetişkin gözetiminde bir mumla ya da sensörden 30-50 cm uzakta birkaç saniye yakılan bir çakmakla deneyin.
• Testi yanıcı eşyalardan uzak, ateşe dayanıklı bir zeminde yapın; yakında bir bardak su bulundurun.
• Duman testinde bir yetişkinin söndürdüğü mumun dumanını kullanın. Kâğıt ya da plastik yakmayın.
• MQ-2 çalışırken ısınır; sensörün metal başlığına dokunmayın.
• 220V şebeke elektriğiyle hiçbir bağlantı yapmayın. Devreyi yalnızca USB ya da powerbank ile besleyin.
• Bu alarm evinizdeki gerçek duman dedektörünün yerini tutmaz.

Ödevinizi nasıl sunarsınız?

Ödevinizi, iki sensörün tepki süresini ve algılama mesafesini ölçtüğünüz bir deneyle sunabilirsiniz. Bütün testleri bir yetişkinin gözetiminde yapın.

• Mesafe deneyi: Mumu sensörün önüne 20, 40, 60 ve 80 cm uzağa koyun. Alarmın hangi mesafeye kadar çalıştığını kaydedin.
• Açı deneyi: Mumu aynı mesafede sensörün önünden yana doğru kaydırın ve algılamanın kesildiği açıyı bulun.
• Duman deneyi: Söndürülen mumun dumanı yaklaştıktan sonra alarmın kaç saniyede çaldığını kronometreyle ölçün.

Örnek hipotez: "Alev sensörü, duman sensöründen daha hızlı tepki verir." Sonuçları tabloya yazın ve iki sensörün güçlü ve zayıf yanlarını afişinizde karşılaştırın. Farklı uyarı seslerine buzzer kategorisinden bakabilirsiniz.

Sık sorulan sorular

Alarm sürekli çalıyorsa ne yapmalıyım?

Önce Seri Monitör'e bakın ve alarmı hangi sensörün başlattığını bulun. Gaz değeri eşiğin üstündeyse sensör henüz ısınmamış olabilir; birkaç dakika bekleyin ya da eşiği yükseltin. Alev "VAR" görünüyorsa sensör güneş ışığı ya da akkor ampul görüyor olabilir. Sensörü pencereden uzaklaştırın ve modüldeki potansiyometreyle hassasiyeti azaltın.

MQ-2 neden ısınır?

MQ-2'nin içinde küçük bir ısıtıcı bulunur ve bu ısıtıcı sensörün çalışmasının bir parçasıdır. Gazı algılayan kalay dioksit katman ancak yüksek sıcaklıkta gazlarla tepkimeye girer. Bu yüzden sensörün başlığı dokunulduğunda sıcak hissedilir. Isınma normaldir, ama sensörü kâğıt ya da plastik gibi kolay eriyen ve yanan malzemelere değdirmeyin.

Alev sensörü ne kadar uzaktaki ateşi görür?

Algılama mesafesi alevin büyüklüğüne ve potansiyometre ayarına bağlıdır. Çakmak ya da mum gibi küçük alevler genellikle birkaç on santimetreden algılanır. Büyük alevler daha uzaktan görülür. Sensör yaklaşık 60 derecelik bir açıyla bakar; alev bu açının dışındaysa algılanmaz. Kendi sensörünüzün mesafesini ödev deneyinde ölçebilirsiniz.

Bu alarm ev için kullanılabilir mi?

Hayır, bu devre bir eğitim modelidir. Gerçek duman dedektörleri standartlara göre test edilir, pille uzun süre çalışır ve yüksek sesli siren kullanır. Bu projede sensörler ayarlanmamıştır ve Arduino bir arıza olduğunda sizi uyarmaz. Evinizde mutlaka standartlara uygun, satın alınmış bir duman dedektörü bulunsun.

Gaz kaçağı testi nasıl yapılır?

Gaz kaçağı testini öğrenciler tek başına yapmamalıdır. MQ-2 yanıcı gazları algılar ve bu gazlar kıvılcımla tutuşabilir. Test istiyorsanız bir yetişkin, ortamda hiç alev yokken çakmağın gazını yakmadan sensöre bir saniye yaklaştırabilir. Daha güvenli seçenek, söndürülen mumun dumanıyla duman algılamayı göstermektir.

Özet

• Yangın alarmı, alevi IR alev sensörüyle, dumanı MQ-2 ile algılar.
• Alev sensörü DO ucu D2'ye, MQ-2 AO ucu A0'a, buzzer D8'e, LED 220 Ω ile D7'ye bağlanır.
• MQ-2 her açılışta en az 1-2 dakika ısınmalıdır; kod 60 saniye bekler.
• Eşik, temiz havadaki gaz değerinin biraz üstüne ayarlanır.
• Açık alevle testi yalnızca bir yetişkinin gözetiminde, mum ya da uzaktan kısa süre çakmakla yapın.
• Bu proje eğitim modelidir; evdeki duman dedektörünün yerini tutmaz.